KR20210073312A - Livestock manure waste heat utilization device using livestock manure fermenter waste heat - Google Patents
Livestock manure waste heat utilization device using livestock manure fermenter waste heat Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210073312A KR20210073312A KR1020190164006A KR20190164006A KR20210073312A KR 20210073312 A KR20210073312 A KR 20210073312A KR 1020190164006 A KR1020190164006 A KR 1020190164006A KR 20190164006 A KR20190164006 A KR 20190164006A KR 20210073312 A KR20210073312 A KR 20210073312A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat
- waste heat
- unit
- drying
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/13—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
- C05F17/90—Apparatus therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
- C05F3/06—Apparatus for the manufacture
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
- C10L5/46—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on sewage, house, or town refuse
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B23/00—Heating arrangements
- F26B23/001—Heating arrangements using waste heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
- F26B3/10—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour carrying the materials or objects to be dried with it
- F26B3/12—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour carrying the materials or objects to be dried with it in the form of a spray, i.e. sprayed or dispersed emulsions or suspensions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/20—Sludge processing
Abstract
Description
본 발명은 가축분뇨 발효조 폐열을 활용한 가축분뇨 폐열 이용 장치에 관한 것으로, 자세하게는 가축분뇨 발효조에서 발생하는 폐열을 회수하여 가축분뇨 슬러지의 건조에 이용할 수 있는 기술을 개발하고자한다.The present invention relates to an apparatus for using waste heat of livestock manure utilizing waste heat from a livestock manure fermenter, and in detail, to develop a technology that can be used for drying livestock manure sludge by recovering waste heat generated in the livestock manure fermenter.
국내 가축분뇨 발생량은 134천톤/일로 92%를 축산농가에서, 8%를 공공처리시설 등에서 퇴액비로 처리하고 있으며 2014년 기준 16개소의 가축분뇨 바이오가스화 시설이 운용되고 있으나 가축분뇨의 에너지화와 관련된 사업은 미미한 실정이다.Domestic livestock excreta is 134,000 tons/day, 92% of which is treated as compost by livestock farms and 8% by public treatment facilities, etc. As of 2014, 16 livestock manure biogasification facilities are in operation, but Related projects are insignificant.
최근 국내에서는 하·폐수 처리장의 슬러지를 처리하기 위한 슬러지 소각로의 소각폐열을 이용하여 슬러지 건조 전처리와 배기 소각의 열원으로 사용할 수 있는 건조-소각 연계 슬러지 처리기술이 개발되었다.Recently, in Korea, a drying-incineration sludge treatment technology has been developed that can be used as a heat source for sludge drying pre-treatment and exhaust incineration using the incineration waste heat of a sludge incinerator for treating sludge in a sewage and wastewater treatment plant.
또한 유기성 폐기물 처리시설의 혐기성 소화조 가온에너지 공급과 소규모 마을 단위 적용을 위해 호기성 분해조의 발효열을 혐기성 소화조에 활용하여 30℃정도의 소화조 온도유지가 가능한 폐기물 처리기술이 개발되었다.In addition, a waste treatment technology capable of maintaining the digester temperature of about 30 ° C was developed by utilizing the fermentation heat of the aerobic digestion tank in the anaerobic digester to supply heating energy to the anaerobic digester in the organic waste treatment facility and to apply it to a small village.
그러나 국내 가축분뇨 공동처리장의 호기성 발효조는 계절에 따른 온도편차가 매우 크며, 고온에 의한 중온성 미생물의 활성저하가 발생하므로 적정 온도관리를 통해 분뇨처리장의 효율을 높일 필요가 있으며, 가축분뇨 처리장의 액비, 고형퇴비는 소비가 계절적으로 한정되어 있어 고형연료, 팰릿퇴비 등으로 가공하여 시장을 확대하고 부가가치를 높일 필요가 있다.However, the aerobic fermenter in domestic livestock excreta co-treatment plant has a very large seasonal temperature deviation, and since the activity of mesophilic microorganisms decreases due to high temperature, it is necessary to increase the efficiency of the manure treatment plant through appropriate temperature management. Since consumption of liquid manure and solid compost is seasonally limited, it is necessary to expand the market and increase added value by processing it into solid fuel or pellet compost.
본 발명은 가축분뇨의 슬러지가 고형연료의 원료로서 가치가 높으나 수분함량이 높아 생산과정에서 건조에 많은 에너지가 소비되므로 가축분뇨 호기성 발효조에서 발생하는 폐열을 회수하여 슬러지의 건조에 이용할 수 있는 기술을 개발하고자 한다.The present invention relates to a technology that can be used for drying sludge by recovering waste heat generated in the livestock manure aerobic fermenter because livestock manure sludge has a high value as a raw material for solid fuel, but has a high moisture content, so a lot of energy is consumed for drying in the production process. want to develop
본 발명의 일 실시예에 있어서, 가축분뇨 폐열 이용 장치는 발효조 내 폐열을 회수하기 위한 적어도 하나의 회수 장치를 포함하는 발효조 폐열 회수부, 고형 가축분뇨를 건조하기 위한 고형 분뇨 건조부 및 건조모드 결정부 및 냉각모드 결정부를 포함하고, 상기 건조모드 결정부 또는 상기 냉각모드 결정부에서 결정된 상기 적어도 하나의 회수 장치의 운전모드에 기반하여 상기 적어도 하나의 회수 장치를 제어하는 제어부를 포함하고 상기 냉각모드 결정부는 상기 발효조를 냉각하기 위해 상기 운전모드를 제1 냉각모드 또는 제2 냉각모드로 설정하고, 상기 제1 냉각모드에 기반하여 상기 제어부가 상기 발효조의 온도를 낮추기 위해 상기 고형 분뇨 건조부를 가동하며, 상기 제2 냉각모드에 기반하여 상기 제어부가 상기 발효조의 온도를 낮추기 위해 상기 발효조 폐열 회수부를 가동하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the livestock manure waste heat use device includes a fermenter waste heat recovery unit including at least one recovery device for recovering waste heat in the fermenter, a solid manure drying unit for drying solid livestock manure, and a drying mode determination and a cooling mode determining unit, and comprising a control unit for controlling the at least one recovery device based on the operation mode of the at least one recovery device determined by the drying mode determining unit or the cooling mode determining unit, wherein the cooling mode The determining unit sets the operation mode to the first cooling mode or the second cooling mode to cool the fermenter, and the control unit operates the solid manure drying unit to lower the temperature of the fermenter based on the first cooling mode, , characterized in that the control unit operates the fermenter waste heat recovery unit to lower the temperature of the fermenter based on the second cooling mode.
본 발명의 일 실시예에 따른 건조모드 결정부는 건조모드를 설정하고, 건조모드에 기반하여 상기 제어부가 상기 발효조 폐열 회수부 및 상기 고형 분뇨 건조부를 가동하여 상기 고형 가축분뇨를 건조한다.The drying mode determining unit according to an embodiment of the present invention sets the drying mode, and based on the drying mode, the control unit operates the fermenter waste heat recovery unit and the solid manure drying unit to dry the solid livestock manure.
본 발명의 일 실시예에 따른 가축분뇨 폐열 이용 장치는 운전모드에 기초하여 상기 적어도 하나 이상의 회수 장치를 제어하기 위한 밸브를 더 포함한다.The apparatus for using waste heat from livestock manure according to an embodiment of the present invention further includes a valve for controlling the at least one or more recovery devices based on an operation mode.
본 발명의 일 실시예에 따른 운전모드는 제1 임계 온도, 제2 임계 온도, 제3 임계 온도에 기초하여 결정되며, 제1 임계 온도는 발효조 온도이고, 제2 임계 온도 및 상기 제3 임계 온도는 축열조 온도이다.The operation mode according to an embodiment of the present invention is determined based on the first critical temperature, the second critical temperature, and the third critical temperature, the first critical temperature is the fermenter temperature, the second critical temperature and the third critical temperature is the heat storage tank temperature.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 복수개의 온도센서들의 계측값에 기초하여 상기 적어도 하나의 회수 장치를 제어한다.The control unit according to an embodiment of the present invention controls the at least one recovery device based on measured values of a plurality of temperature sensors.
본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나의 회수 장치는 산화 반응열과 유체 마찰열 중 적어도 하나의 열을 회수하기 위한 열교환기와 열을 저장하는 버퍼탱크와 열을 이용하여 고온수를 생산하는 히트펌프 및 고온수를 저장하는 축열조를 포함한다.At least one recovery device according to an embodiment of the present invention includes a heat exchanger for recovering at least one of heat of oxidation reaction and heat of fluid friction, a buffer tank for storing heat, a heat pump for producing high temperature water using the heat, and high temperature Includes a heat storage tank for storing the number.
본 발명의 일 실시예에 따른 발효조 열교환기와 축열조에 상기 복수개의 온도센서가 부착되어 있고, 제어부는 상기 복수개의 온도센서의 평균값을 계측한다.The plurality of temperature sensors are attached to the fermenter heat exchanger and the heat storage tank according to an embodiment of the present invention, and the control unit measures an average value of the plurality of temperature sensors.
본 발명의 일 실시예에 따른 고형 분뇨 건조부는 고온수를 이용하여 상기 고형 분뇨 건조부에 열풍을 공급하는 팬코일유닛 및 고형 분뇨 건조부의 배기열에서 열에너지를 회수하는 열회수기를 포함한다.The solid manure drying unit according to an embodiment of the present invention includes a fan coil unit for supplying hot air to the solid manure drying unit using high temperature water and a heat recoverer for recovering thermal energy from exhaust heat of the solid manure drying unit.
본 발명의 일 실시예에 따른 팬코일유닛은 상기 축열조에 연결되어 있고, 열회수기는 상기 버퍼탱크와 연결되어 있다.The fan coil unit according to an embodiment of the present invention is connected to the heat storage tank, and the heat recovery unit is connected to the buffer tank.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 가축분뇨 폐열 이용 장치의 동작 방법은 발효조 폐열 회수부가 발효조 내 폐열을 회수하는 단계, 고형 분뇨 건조부가 고형 가축분뇨를 건조하는 단계 및 제어부가 건조모드 결정부 및 냉각모드 결정부를 포함하고, 상기 건조모드 결정부 또는 상기 냉각모드 결정부에서 결정된 운전모드에 기반하여 상기 적어도 하나의 회수 장치를 제어하는 단계를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the operating method of the apparatus for using livestock manure waste heat includes the steps of: a fermenter waste heat recovery unit recovering waste heat in a fermenter, a solid manure drying unit drying solid livestock manure, and a control unit drying mode determining unit and cooling and a mode determining unit, and controlling the at least one recovery device based on the operation mode determined by the drying mode determining unit or the cooling mode determining unit.
본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나의 회수 장치의 동작 방법은 발효조 열교환기가 산화 반응열과 유체 마찰열 중 적어도 하나의 열을 회수하는 단계, 버퍼탱크가 상기 열을 저장하는 단계, 히트펌프가 상기 열을 이용하여 고온수를 생산하는 단계 및 축열조가 상기 고온수를 저장하는 단계를 포함한다.The method of operating at least one recovery device according to an embodiment of the present invention includes the steps of: recovering at least one heat of oxidation reaction heat and fluid friction heat by a fermenter heat exchanger; a buffer tank storing the heat; and a heat pump using the heat It includes a step of producing high-temperature water using the and a heat storage tank storing the high-temperature water.
본 발명의 일 실시예에 따른 고형 가축분뇨를 건조하는 단계는 팬코일유닛이 상기 고온수를 이용하여 상기 고형 분뇨 건조부에 열풍을 공급하는 단계 및 열회수기가 상기 고형 분뇨 건조부의 배기열에서 열에너지를 회수하는 단계를 포함한다.The drying of the solid livestock manure according to an embodiment of the present invention includes: a fan coil unit supplying hot air to the solid manure drying unit using the high temperature water; and a heat recovery unit recovering thermal energy from exhaust heat of the solid manure drying unit including the steps of
본 발명의 일 실시예에 있어서, 가축분뇨 폐열 이용 장치는 발효조 내 폐열을 회수하기 위한 적어도 하나의 회수 장치를 포함하는 발효조 폐열 회수부, 고형 가축분뇨를 건조하기 위한 고형 분뇨 건조부 및 건조모드 결정부 및 냉각모드 결정부, 상기 건조모드 결정부 또는 상기 냉각모드 결정부에서 결정된 상기 적어도 하나의 회수 장치의 운전모드에 기반하여 상기 적어도 하나의 회수 장치를 제어하는 제어부, 상기 운전모드에 기초하여 상기 적어도 하나의 회수 장치를 제어하기 위한 밸브 및 온도센서를 포함하고 상기 냉각모드 결정부는 상기 발효조를 냉각하기 위해 상기 운전모드를 제1 냉각모드 또는 제2 냉각모드로 설정하고, 상기 제1 냉각모드에 기반하여 상기 제어부가 상기 발효조의 온도를 낮추기 위해 상기 고형 분뇨 건조부를 가동하며, 상기 제2 냉각모드에 기반하여 상기 제어부가 상기 발효조의 온도를 낮추기 위해 상기 발효조 폐열 회수부를 가동하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the livestock manure waste heat use device includes a fermenter waste heat recovery unit including at least one recovery device for recovering waste heat in the fermenter, a solid manure drying unit for drying solid livestock manure, and a drying mode determination a cooling mode determining unit, a control unit controlling the at least one recovery device based on an operation mode of the at least one recovery device determined by the drying mode determining unit or the cooling mode determining unit; and a valve and a temperature sensor for controlling at least one recovery device, wherein the cooling mode determining unit sets the operation mode to a first cooling mode or a second cooling mode to cool the fermenter, and in the first cooling mode Based on, the control unit operates the solid manure drying unit to lower the temperature of the fermenter, and the control unit operates the fermenter waste heat recovery unit to lower the temperature of the fermenter based on the second cooling mode.
본 발명을 통해 고형 연료, 펠릿퇴비 생산비용 절감 및 발효조 온도관리로 가축분뇨 처리시설 효율을 향상시킬 수 있다.Through the present invention, it is possible to improve the efficiency of livestock manure treatment facilities by reducing the production cost of solid fuel, pellet compost, and controlling the temperature of the fermenter.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축분뇨 폐열 이용 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축분뇨 폐열 이용 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조모드의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 냉각모드의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 냉각모드의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축분뇨 폐열 이용 장치의 동작 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a schematic diagram of an apparatus for using livestock manure waste heat according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram of an apparatus for using livestock manure waste heat according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a control unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a drying mode according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a first cooling mode according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a second cooling mode according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating an operating method of an apparatus for using livestock manure waste heat according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시(present disclosure)를 설명한다. 본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.Hereinafter, the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. As the present disclosure is capable of various changes and may have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and the related detailed description is set forth. However, this is not intended to limit the present disclosure to specific embodiments, and should be understood to include all modifications and/or equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present disclosure. In connection with the description of the drawings, like reference numerals have been used for like components.
본 개시 가운데 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 개시에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Expressions such as “comprises” or “may include” that may be used in the present disclosure indicate the existence of the disclosed function, operation, or component, and do not limit one or more additional functions, operations, or components. In addition, in the present disclosure, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification is present, but one or more It should be understood that this does not preclude the possibility of addition or presence of other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 개시에서 "또는" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B"는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.In this disclosure, expressions such as “or” include any and all combinations of the words listed together. For example, "A or B" may include A, may include B, or may include both A and B.
본 개시 가운데 "제 1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들이 본 개시의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.In the present disclosure, expressions such as “first,” “second,” “first,” or “second,” may modify various components of the disclosure, but do not limit the components. For example, the expressions do not limit the order and/or importance of corresponding components. Expressions can be used to distinguish one component from another. For example, both the first user device and the second user device are user devices, and represent different user devices. For example, without departing from the scope of the present disclosure, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms used in the present disclosure are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present disclosure. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present disclosure. does not
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축분뇨 폐열 이용 장치(10)의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축분뇨 폐열 이용 장치(10)의 구성도이다.2 is a block diagram of an
도 1 및 도 2를 참조하면, 가축분뇨 폐열 이용 장치(10)는 발효조 폐열 회수부(110), 고형 분뇨 건조부(120) 및 제어부(130)를 포함한다. 또한, 가축분뇨 폐열 이용 장치(10)의 운전모드에 기초하여 적어도 하나의 회수 장치를 제어하기 위한 밸브(140)를 더 포함한다.1 and 2, the livestock manure waste
발효조 폐열 회수부(110)는 발효조 내 폐열을 회수하기 위한 적어도 하나의 회수 장치를 포함한다. 이때, 적어도 하나의 회수 장치는 열교환기(112), 버퍼탱크(114), 히트펌프(116) 및 축열조(118)를 포함한다. 이때, 발효조는 액상 가축 분뇨 발효조일 수 있다.The fermenter waste
열교환기(112)는 미생물의 산화 반응열과 폭기장치의 유체 마찰열 중 적어도 하나의 열을 회수하고, 버퍼탱크(114)는 열교환기(112)를 통해 회수한 열을 저장한다. 히트펌프(116)는 버퍼탱크(114)에 저장된 열을 이용하여 고온수를 생산하고, 축열조(118)는 히트펌프(116)에서 생성된 고온수를 저장한다. 열교환기(112)와 축열조(118)에는 복수개의 온도센서(160)가 부착되어 있다.The
고형 분뇨 건조부(120)는 고형 가축분뇨를 건조시킨다.The solid
고형 분뇨 건조부(120)는 팬코일유닛(122)과 열회수기(124)를 포함한다. 팬코일유닛(122)은 고온수를 이용하여 고형 분뇨 건조부(120)에 열풍을 공급한다. 이때, 팬코일유닛(122)은 축열조(118)와 연결되어 있다. 열회수기(124)는 고형 분뇨 건조부(120)의 배기열에서 열에너지를 회수한다. 이때, 열회수기(124)는 버퍼탱크(114)와 연결되어 있다.The solid
일반적으로 열회수기(124)는 공랭식과 수랭식으로 구분되며, 바람직하게는 수랭식 열회수기와 공랭식 열회수기가 모두 장착될 수 있다. 수랭식 열회수기는 공급된 열을 이용하여 물을 가열하고, 가열된 물을 버퍼탱크(114)로 공급한다. 공랭식 열회수기는 수랭식 열회수기로 부터 열을 공급받아 공기를 가열하고, 고온의 공기를 고형 분뇨 건조부(120)에 공급될 수 있도록 한다.In general, the
열회수기(124)는 고형 분뇨 건조부(120)의 폐열을 재사용하는 기능과 백연 배출을 감소시키는 기능을 제공한다. 폐열의 재사용은 물을 가열하여 이를 급탕 및 난방 용수로 사용할 수 있도록 하는 것이고, 백연 배출을 감소시키는 것은 고형 분뇨 건조부(120)에서 배출할 배기가스의 온도를 낮춰 백연을 줄이는 것이다. 이때, 백연은 배출가스와 대기의 온도차에 의해 발생하는 것으로, 특히 대기 온도가 낮은 겨울철에는 그 정도가 심하다. 따라서, 온도를 낮춰 배기가스를 배출함으로써 생활환경을 보호할 수 있다.The
이러한 고형 분뇨 건조부(120)는 하나의 예이고, 다른 형태, 다른 방식으로 구성될 수 있다. 또한, 고형 분뇨 건조부(120)는 수거된 슬러지의 안정화를 거쳐 고열을 이용하여 건조 후 숙성 기간을 가지면서 퇴비화 진행을 거친 부숙토를 생산할 수 있다.This solid
제어부(130)는 건조모드 결정부(131) 및 냉각모드 결정부(132)를 포함하고, 건조모드 결정부(131) 또는 냉각모드 결정부(132)에서 결정된 적어도 하나의 회수 장치의 운전모드에 기반하여 적어도 하나의 회수 장치를 제어한다. 제어부(130)는 제어기(126)를 더 포함할 수 있다. 제어기(126)는 온도에 기초하여 적어도 하나의 장치의 온오프를 제어한다.The
제어부(130)는 축열조(118)와 열교환기(112)에 부착된 복수개의 온도센서(160)의 평균값을 계측하여 적어도 하나의 회수 장치를 제어한다. 또한, 이용 목적에 따라 운전모드를 설정하여 운용할 수 있다.The
운전모드는 제1 임계 온도, 제2 임계 온도, 제3 임계 온도에 기초하여 결정된다. 이때, 제1 임계 온도는 발효조 온도이고, 제2 임계 온도 및 제3 임계 온도는 축열조(118) 온도이다.The operation mode is determined based on the first threshold temperature, the second threshold temperature, and the third threshold temperature. In this case, the first critical temperature is a fermenter temperature, and the second critical temperature and the third critical temperature are the
제1 임계 온도를 통해 운전모드를 건조모드(133)로 설정할 수 있고, 제2 임계 온도를 통해 운전모드를 제1 냉각모드(134), 제3 임계 온도를 통해 운전모드를 제2 냉각모드(135)로 설정할 수 있다.The operation mode can be set to the drying
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)의 블록도이다.3 is a block diagram of the
도 3을 참조하면, 제어부(130)는 건조모드 결정부(131) 및 냉각모드 결정부(132)를 포함한다. 냉각모드 결정부(132)는 제1 냉각모드(134)와 제2 냉각모드(135)를 포함한다. 제어부(130)는 건조모드 결정부(131) 또는 냉각모드 결정부(132)에서 결정된 적어도 하나의 회수 장치의 운전모드에 기반하여 적어도 하나의 회수 장치를 제어한다.Referring to FIG. 3 , the
액상 가축 분뇨 발효조는 처리효율을 높이기 위하여 호기성 미생물의 활성화를 위한 적정 온도범위를 유지하여야 하며, 히트펌프(116)의 축열조(118) 또한 히트펌프(116)의 종류 및 에너지이용효율을 고려하여 적정 온도범위를 유지하여야 한다. 따라서, 가축분뇨 폐열 이용 장치(10)는 발효조 및 축열조(118)에 온도센서(160)를 부착하여 평균값을 계측하고, 제어기(126)에 발효조 및 축열조(118)의 온도 설정을 입력하여 적어도 하나의 장치의 온오프 제어를 수행할 수 있다.The liquid livestock manure fermenter must maintain an appropriate temperature range for activation of aerobic microorganisms in order to increase processing efficiency, and the
운전모드는 제1 임계 온도, 제2 임계 온도, 제3 임계 온도에 기초하여 결정된다. 이때, 제1 임계 온도는 발효조 온도이고, 제2 임계 온도 및 제3 임계 온도는 축열조(118) 온도이다.The operation mode is determined based on the first threshold temperature, the second threshold temperature, and the third threshold temperature. In this case, the first critical temperature is a fermenter temperature, and the second critical temperature and the third critical temperature are the
건조모드 결정부(131)는 건조모드(133)를 설정하고, 건조모드에 기반하여 제어부(130)가 상기효조 폐열 회수부 및 고형 분뇨 건조부를 가동하여 고형 가축분뇨를 건조한다. 냉각모드 결정부(132)는 상기 효조를 냉각하기 위해 운전모드를 제1 냉각모드(134) 또는 제2 냉각모드(135)로 설정한다.The drying
제1 냉각모드(134)에 기반하여 제어부(130)가 발효조의 온도를 낮추기 위해 고형 분뇨 건조부를 가동하며, 제2 냉각모드(135)에 기반하여 제어부(130)가 발효조의 온도를 낮추기 위해 발효조 폐열 회수부를 가동하는 것이 특징이다.Based on the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조모드(133)의 구성도이다.4 is a block diagram of a drying
도 4를 참조하면, 건조모드(133)는 가축분뇨 폐열 이용 장치(10)를 구성하는 모든 장치들이 가동된다. 발효조 폐열 회수부(110)에서 발생하는 폐열을 열교환기(112), 버퍼탱크(114), 히트펌프(116)를 이용하여 고온의 온수로 변환하여 축열조(118)에 저장한다. 그 후, 고형 분뇨 건조부(120)의 팬코일유닛(122)으로 공급하여 고형 가축 분뇨를 열풍건조 시킨다. 이때, 열회수기(124)를 이용하여 열풍건조기의 배기열을 회수하고 버퍼탱크(114)로 공급함으로써 가축분뇨 폐열 이용 장치(10)의 열에너지 이용 효율을 증대시킬 수 있다.4, in the drying
건조모드(133)는 제1 임계온도 이하일 경우에 가축분뇨 폐열 이용 장치(10)의 모든 장치를 가동하지 않으며, 직전의 운전으로 축열조(118) 온도가 기설정된 축열조(118) 온도 이상이면 팬코일유닛(122)을 가동하여 건조작업을 진행한다. 이때, 열회수기(124), 열교환기(112) 및 버퍼탱크(114)를 가동하여 발효조를 가온한다.
온도가 제1 임계온도 이상일 경우에는 다시 두가지로 나뉘어진다. 제1 임계온도 이상이며, 제2 임계온도 이상일 경우에는 팬코일유닛(122)만 가동하여 건조 작업을 수행한다. 제1 임계온도 이상이며 제2 임계온도 이하일 경우에는 모든 장치를 가동하여 발효조의 열을 열원으로 히프펌프가 축열조(118)에 고온수를 생산하도록 하고, 팬코일유닛(122)으로 건조작업을 수행하여 열회수기(124)로 건조기의 배기열을 회수한다.When the temperature is higher than the first critical temperature, it is divided into two again. If the first critical temperature is higher than the second critical temperature, only the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 냉각모드(134)의 구성도이다.5 is a configuration diagram of the
도 5를 참조하면, 제1 냉각모드(134)는 주로 하절기에 해당하며 액상 가축분뇨 발효조의 온도가 미생물의 산화 반응열과 외부 기온의 상승 작용으로 매우 높아져 미생물의 활성이 저하된 경우에 해당된다. 미생물의 활동이 저하된 경우에는 가축분뇨의 자원화 설비의 효율이 저하되는 경우로 발효조의 온도를 낮추기 위한 운전모드이다. 발효조 폐열 회수부(110)에 해당하는 열교환기(112), 버퍼탱크(114) 및 히트펌프(116)와 고형 분뇨 건조부(120)의 팬코일유닛(122)은 가동지만, 고형 분뇨 건조부(120)에 해당하는 열회수기(124)는 가동하지 않는다.Referring to FIG. 5 , the
이때, 고형 가축 분뇨의 건조 작업은 할 수도 있고 하지 않을 수도 있으며, 발효조에서 공급되는 폐열의 수준이 높아 축열조(118)의 온도를 높게 유지할 수 있으므로 고형 분뇨의 건조가 비교적 쉽다.At this time, the drying operation of the solid livestock manure may or may not be done, and since the level of waste heat supplied from the fermenter is high, the temperature of the
제1 냉각모드(134)는 측정 온도가 제2 임계온도 이상일 경우 열교환기(112) 및 버퍼탱크(114)를 가동하고 열회수기(124)를 방열기로 이용하여 발효조를 냉각시킨다. 반면, 측정 온도가 제2 임계온도 이하일 경우 열교환기(112), 버퍼탱크(114) 및 히트펌프(116)를 가동하여 발효조의 열에너지를 축열조(118)에 저장한 후, 팬코일유닛(122)을 외부기온으로 방열한다.The
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 냉각모드(135)의 구성도이다.6 is a block diagram of the
도 6을 참조하면, 제2 냉각모드(135)는 주로 환절기나 저온기에 해당하며, 가축분뇨 발효조의 온도가 중온성 미생물의 활성온도 이상으로 높은 경우 발효조 폐열 회수부(110)의 히트펌프(116) 및 축열조(118)는 가동하지 않고, 버퍼탱크(114)와 열교환기(112)는 가동한다. 열교환기(112)를 가동하여 버퍼탱크(114)에 발효조의 열을 전달한 후 고형 분뇨 건조부(120)의 열회수기(124)를 방열기로 이용하여 버퍼탱크(114)의 열을 외기로 방출하여 발효조의 온도를 낮출 수 있다. 이때, 고온수가 생성되지 않으므로 고형 가축분뇨의 건조 작업은 불가능하다.Referring to FIG. 6 , the
제2 냉각모드(135)는 측정 온도가 제3 임계온도일 경우로 열교환기(112)와 버퍼탱크(114)를 가동하고, 열회수기(124)를 방열기로 이용하여 발효조를 냉각시킨다.In the
이와 같이, 가축분뇨 폐열 이용 장치(10)는 고형 연료, 펠릿퇴비 생산비용 절감 및 발효조 온도관리로 가축분뇨 처리시설 효율을 향상시킬 수 있다.In this way, the livestock manure waste
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축분뇨 폐열 이용 장치(10)의 동작 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating an operating method of the
도 7을 참조하면, S21 단계는 발효조 폐열 회수부(110)가 발효조 내의 폐열을 회수한다.Referring to FIG. 7 , in step S21 , the fermenter waste
예를 들어, 열교환기(112)는 미생물의 산화 반응열과 폭기장치의 유체 마찰열 중 적어도 하나의 열을 회수하고, 버퍼탱크(114)는 열교환기(112)를 통해 회수한 열을 저장한다. 히트펌프(116)는 버퍼탱크(114)에 저장된 열을 이용하여 고온수를 생산하고, 축열조(118)는 히트펌프(116)에서 생성된 고온수를 저장한다.For example, the
S23 단계는 고형 건조부가 고형 가축 분뇨를 건조시킨다.In step S23, the solid drying unit dries the solid livestock manure.
예를 들어, 팬코일유닛(122)은 고온수를 이용하여 고형 분뇨 건조부(120)에 열풍을 공급한다. 이때, 팬코일유닛(122)은 축열조(118)와 연결되어 있다. 열회수기(124)는 고형 분뇨 건조부(120)의 배기열에서 열에너지를 회수한다. 이때, 열회수기(124)는 버퍼탱크(114)와 연결되어 있다.For example, the
S25 단계는 제어부(130)가 운전모드를 결정한다.In step S25, the
예를 들어, 제어부(130)는 축열조(118)와 열교환기(112)에 부착된 복수개의 온도센서(160)의 평균값을 계측하여 적어도 하나의 회수 장치를 제어한다. 또한, 이용 목적에 따라 운전모드를 설정하여 운용할 수 있다.For example, the
운전모드는 제1 임계 온도, 제2 임계 온도, 제3 임계 온도에 기초하여 결정된다. 이때, 제1 임계 온도는 발효조 온도이고, 제2 임계 온도 및 제3 임계 온도는 축열조(118) 온도이다.The operation mode is determined based on the first threshold temperature, the second threshold temperature, and the third threshold temperature. In this case, the first critical temperature is a fermenter temperature, and the second critical temperature and the third critical temperature are the
제1 임계 온도를 통해 운전모드를 건조모드(133)로 설정할 수 있고, 제2 임계 온도를 통해 운전모드를 제1 냉각모드(134), 제3 임계 온도를 통해 운전모드를 제2 냉각모드(135)로 설정할 수 있다.The operation mode can be set to the drying
S27 단계는 제어부(130)가 결정된 모드에 기초하여 적어도 하나의 장치를 제어한다.In step S27, the
예를 들어, 건조모드(133)는 발효조 폐열 회수부(110)에 해당하는 열교환기(112), 버퍼탱크(114) 및 히트펌프(116)와 고형 분뇨 건조부(120)의 팬코일유닛(122)은 가동지만, 고형 분뇨 건조부(120)에 해당하는 열회수기(124)는 가동하지 않는다. 제1 냉각모드(134)는 측정 온도가 제2 임계온도 이상일 경우 열교환기(112) 및 버퍼탱크(114)를 가동하고 열회수기(124)를 방열기로 이용하여 발효조를 냉각시킨다. 반면, 측정 온도가 제2 임계온도 이하일 경우 열교환기(112), 버퍼탱크(114) 및 히트펌프(116)를 가동하여 발효조의 열에너지를 축열조(118)에 저장한 후, 팬코일유닛(122)을 외부기온으로 방열한다. 제2 냉각모드(135)는 측정 온도가 제3 임계온도일 경우로 열교환기(112)와 버퍼탱크(114)를 가동하고, 열회수기(124)를 방열기로 이용하여 발효조를 냉각시킨다.For example, the drying
적어도 하나의 회수 장치의 동작 방법은 열교환기(112)가 산화 반응열과 유체 마찰열 중 적어도 하나의 열을 회수하는 단계, 버퍼탱크(114)가 열을 저장하는 단계, 히트펌프(116)가 열을 이용하여 고온수를 생산하는 단계 및 축열조(118)가 고온수를 저장하는 단계를 포함한다.The operation method of the at least one recovery device includes the steps of: the
고형 가축분뇨를 건조하는 단계는 팬코일유닛(122)이 고온수를 이용하여 고형 분뇨 건조부(120)에 열풍을 공급하는 단계 및 열회수기(124)가 고형 분뇨 건조부(120)의 배기열에서 열에너지를 회수하는 단계를 포함한다.In the step of drying the solid livestock manure, the
일반적인 가축분뇨 처리시설의 처리순서는 가축분뇨가 처리장에 입고되면 고액분리기를 통해 고액분리를 진행한다. 액체는 호기발효 또는 혐기소화한 후 액상 비룔를, 고체 슬러지는 야적하여 발효열로 건조시켜 고형 퇴비를 생산한다.As for the processing procedure of a general livestock manure treatment facility, when livestock manure is received at the treatment plant, solid-liquid separation is performed through a solid-liquid separator. The liquid is subjected to aerobic fermentation or anaerobic digestion, then liquid fertilizer is stored, and solid sludge is stored and dried with fermentation heat to produce solid compost.
본 발명의 일 실시예에 따른 가축분뇨 폐열 이용 장치(10)는 고체 슬러지를 펠릿으로 가공하여 고체 연료 또는 펠릿퇴비로 부가가치를 높일 수 있다. 이때, 펠릿가공을 위해 적정 함수율까지 건조가 필요하기 때문에 에너지의 소모가 높다. 많은 에너지를 필요로 하는 문제점을 해결하기 위하여, 가축분뇨 폐열 이용 장치(10)는 발효조 폐열 회수부(110)를 통해 호기성 발효조의 폐열을 회수하여 건조에 사용한다. 호기발효조의 열을 회수하면 호기발효에 의해 발효조의 온도가 과도하게 상승하는 것을 조절할 수 있으므로, 중온성 미생물의 활성을 높여 처리효율도를 높일 수 있다.Livestock manure waste
10 : 가축분뇨 폐열 이용 장치
110 : 발효조 폐열 회수부
112 : 열교환기
114 : 버퍼탱크
116 : 히트펌프
118 : 축열조
120 : 고형 분뇨 건조부
122 : 팬코일유닛
124 : 열회수기
126 : 제어기
130 : 제어부
131 : 건조모드 결정부
132 : 냉각모드 결정부
133 : 건조모드
134 : 제1 냉각모드
135 : 제2 냉각모드
140 : 밸브
160 : 온도센서10: Livestock manure waste heat utilization device
110: fermenter waste heat recovery unit
112: heat exchanger
114: buffer tank
116: heat pump
118: heat storage tank
120: solid manure drying unit
122: fan coil unit
124: heat recovery device
126: controller
130: control unit
131: drying mode determining unit
132: cooling mode determining unit
133: dry mode
134: first cooling mode
135: second cooling mode
140: valve
160: temperature sensor
Claims (13)
고형 가축분뇨를 건조하기 위한 고형 분뇨 건조부; 및
건조모드 결정부 및 냉각모드 결정부를 포함하고, 상기 건조모드 결정부 또는 상기 냉각모드 결정부에서 결정된 상기 적어도 하나의 회수 장치의 운전모드에 기반하여 상기 적어도 하나의 회수 장치를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 냉각모드 결정부는 상기 발효조를 냉각하기 위해 상기 운전모드를 제1 냉각모드 또는 제2 냉각모드로 설정하고,
상기 1 냉각모드에 기반하여 상기 제어부가 상기 발효조의 온도를 낮추기 위해 상기 고형 분뇨 건조부를 가동하며,
상기 2 냉각모드에 기반하여 상기 제어부가 상기 발효조의 온도를 낮추기 위해 상기 발효조 폐열 회수부를 가동하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨 폐열 이용 장치.a fermenter waste heat recovery unit including at least one recovery device for recovering waste heat in the fermenter;
Solid manure drying unit for drying solid livestock manure; and
A control unit including a drying mode determining unit and a cooling mode determining unit, and controlling the at least one recovery device based on the operation mode of the at least one recovery device determined by the drying mode determining unit or the cooling mode determining unit and,
The cooling mode determining unit sets the operation mode to a first cooling mode or a second cooling mode to cool the fermenter,
Based on the 1 cooling mode, the control unit operates the solid manure drying unit to lower the temperature of the fermenter,
Livestock manure waste heat utilization device, characterized in that the control unit operates the fermenter waste heat recovery unit to lower the temperature of the fermenter based on the two cooling modes.
상기 건조모드 결정부는 건조모드를 설정하고,
상기 건조모드에 기반하여 상기 제어부가 상기 발효조 폐열 회수부 및 상기 고형 분뇨 건조부를 가동하여 상기 고형 가축분뇨를 건조하는 가축분뇨 폐열 이용 장치.According to claim 1,
The drying mode determining unit sets a drying mode,
Livestock manure waste heat using device in which the control unit operates the fermenter waste heat recovery unit and the solid manure drying unit based on the drying mode to dry the solid livestock manure.
상기 운전모드에 기초하여 상기 적어도 하나의 회수 장치를 제어하기 위한 밸브를 더 포함하는 가축분뇨 폐열 이용 장치.According to claim 1,
Livestock manure waste heat utilization device further comprising a valve for controlling the at least one recovery device based on the operation mode.
상기 운전모드는 제1 임계 온도, 제2 임계 온도, 제3 임계 온도에 기초하여 결정되며,
상기 제1 임계 온도는 발효조 온도이고,
상기 제2 임계 온도 및 상기 제3 임계 온도는 축열조 온도인 가축분뇨 폐열 이용 장치.4. The method of claim 3,
The operation mode is determined based on the first threshold temperature, the second threshold temperature, and the third threshold temperature,
The first critical temperature is a fermenter temperature,
The second critical temperature and the third critical temperature are livestock manure waste heat utilization device that is a heat storage tank temperature.
상기 제어부는 복수개의 온도센서들의 계측값에 기초하여 상기 적어도 하나의 회수 장치를 제어하는 가축분뇨 폐열 이용 장치.According to claim 1,
The control unit is a livestock manure waste heat utilization device for controlling the at least one recovery device based on the measured values of the plurality of temperature sensors.
상기 적어도 하나의 회수 장치는,
산화 반응열과 유체 마찰열 중 적어도 하나의 열을 회수하기 위한 열교환기와,
상기 열을 저장하는 버퍼탱크와,
상기 열을 이용하여 고온수를 생산하는 히트펌프 및
상기 고온수를 저장하는 축열조를 포함하는 가축분뇨 폐열 이용 장치.6. The method of claim 5,
The at least one recovery device comprises:
a heat exchanger for recovering at least one of heat of oxidation reaction and heat of fluid friction;
a buffer tank for storing the heat;
a heat pump that uses the heat to produce high-temperature water; and
Livestock manure waste heat utilization device including a heat storage tank for storing the high temperature water.
상기 열교환기와 상기 축열조에 상기 복수개의 온도센서가 부착되어 있고,
상기 제어부는 상기 복수개의 온도센서의 평균값을 계측하는 가축분뇨 폐열 이용 장치.7. The method of claim 6,
The plurality of temperature sensors are attached to the heat exchanger and the heat storage tank,
The control unit is a livestock manure waste heat utilization device for measuring the average value of the plurality of temperature sensors.
상기 고형 분뇨 건조부는,
상기 고온수를 이용하여 상기 고형 분뇨 건조부에 열풍을 공급하는 팬코일유닛 및
상기 고형 분뇨 건조부의 배기열에서 열에너지를 회수하는 열회수기를 포함하는 가축분뇨 폐열 이용 장치.7. The method of claim 6,
The solid manure drying unit,
a fan coil unit for supplying hot air to the solid manure drying unit using the high temperature water; and
Livestock manure waste heat utilization device comprising a heat recoverer for recovering heat energy from the exhaust heat of the solid manure drying unit.
상기 팬코일유닛은 상기 축열조에 연결되어 있고,
상기 열회수기는 상기 버퍼탱크와 연결되어 있는 가축분뇨 폐열 이용 장치.9. The method of claim 8,
The fan coil unit is connected to the heat storage tank,
The heat recovery device is a livestock manure waste heat use device connected to the buffer tank.
발효조 폐열 회수부가 발효조 내 폐열을 회수하는 단계;
고형 분뇨 건조부가 고형 가축분뇨를 건조하는 단계; 및
제어부가 건조모드 결정부 및 냉각모드 결정부를 포함하고, 상기 건조모드 결정부 또는 상기 냉각모드 결정부에서 결정된 운전모드에 기반하여 적어도 하나의 회수 장치를 제어하는 단계;
를 포함하는 가축분뇨 폐열 이용 장치의 동작 방법.The operation method of the livestock manure waste heat utilization device is,
Recovering waste heat in the fermenter by a fermenter waste heat recovery unit;
The solid manure drying unit drying the solid livestock manure; and
controlling, by a control unit, a drying mode determining unit and a cooling mode determining unit, at least one recovery device based on the operation mode determined by the drying mode determining unit or the cooling mode determining unit;
Method of operation of an apparatus for using livestock manure waste heat comprising a.
상기 적어도 하나의 회수 장치를 제어하는 단계는,
열교환기가 산화 반응열과 유체 마찰열 중 적어도 하나의 열을 회수하는 단계,
버퍼탱크가 상기 열을 저장하는 단계,
히트펌프가 상기 열을 이용하여 고온수를 생산하는 단계 및
축열조가 상기 고온수를 저장하는 단계를 포함하는 가축분뇨 폐열 이용 장치의 동작 방법.11. The method of claim 10,
The step of controlling the at least one recovery device comprises:
The heat exchanger recovers at least one of heat of oxidation reaction and heat of fluid friction;
a buffer tank storing the heat;
The heat pump uses the heat to produce high-temperature water; and
A method of operating an apparatus for using waste heat from livestock manure comprising the step of storing the hot water in a heat storage tank.
상기 고형 가축분뇨를 건조하는 단계는,
팬코일유닛이 상기 고온수를 이용하여 상기 고형 분뇨 건조부에 열풍을 공급하는 단계 및
열회수기가 상기 고형 분뇨 건조부의 배기열에서 열에너지를 회수하는 단계를 포함하는 가축분뇨 폐열 이용 장치의 동작 방법.12. The method of claim 11,
The step of drying the solid livestock manure,
supplying hot air by the fan coil unit to the solid manure drying unit using the high temperature water; and
A method of operating an apparatus for using waste heat from livestock manure, comprising the step of recovering heat energy from exhaust heat of the solid manure drying unit by a heat recoverer.
고형 가축분뇨를 건조하기 위한 고형 분뇨 건조부;
건조모드 결정부 및 냉각모드 결정부를 포함하고, 상기 건조모드 결정부 또는 상기 냉각모드 결정부에서 결정된 상기 적어도 하나의 회수 장치의 운전모드에 기반하여 상기 적어도 하나의 회수 장치를 제어하는 제어부;
상기 운전모드에 기초하여 상기 적어도 하나의 회수 장치를 제어하기 위한 밸브; 및
온도센서를 포함하고,
상기 냉각모드 결정부는 상기 발효조를 냉각하기 위해 상기 운전모드를 제1 냉각모드 또는 제2 냉각모드로 설정하고,
상기 1 냉각모드에 기반하여 상기 제어부가 상기 발효조의 온도를 낮추기 위해 상기 고형 분뇨 건조부를 가동하며,
상기 2 냉각모드에 기반하여 상기 제어부가 상기 발효조의 온도를 낮추기 위해 상기 발효조 폐열 회수부를 가동하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨 폐열 이용 장치.
a fermenter waste heat recovery unit including at least one recovery device for recovering waste heat in the fermenter;
Solid manure drying unit for drying solid livestock manure;
a control unit including a drying mode determining unit and a cooling mode determining unit, the control unit controlling the at least one recovery device based on the operation mode of the at least one recovery device determined by the drying mode determining unit or the cooling mode determining unit;
a valve for controlling the at least one recovery device based on the operation mode; and
including a temperature sensor;
The cooling mode determining unit sets the operation mode to a first cooling mode or a second cooling mode to cool the fermenter,
Based on the 1 cooling mode, the control unit operates the solid manure drying unit to lower the temperature of the fermenter,
Livestock manure waste heat utilization device, characterized in that the control unit operates the fermenter waste heat recovery unit to lower the temperature of the fermenter based on the two cooling modes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190164006A KR102306379B1 (en) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Livestock manure waste heat utilization device using livestock manure fermenter waste heat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190164006A KR102306379B1 (en) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Livestock manure waste heat utilization device using livestock manure fermenter waste heat |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210073312A true KR20210073312A (en) | 2021-06-18 |
KR102306379B1 KR102306379B1 (en) | 2021-09-30 |
Family
ID=76623640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190164006A KR102306379B1 (en) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Livestock manure waste heat utilization device using livestock manure fermenter waste heat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102306379B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100809607B1 (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-06 | 주식회사 부강테크 | Processing mothod and processing equipment for excretions of animals |
KR100817622B1 (en) * | 2005-02-28 | 2008-03-27 | 최길순 | integrated circulation energy recycling system for waste water treatment system and cogeneration system |
KR20130059070A (en) * | 2011-11-28 | 2013-06-05 | 서울대학교산학협력단 | Air conditioning and heating system and method for greenhouse |
KR102045191B1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-11-14 | 주식회사 한국종합기술 | Energy Independent Treating System for Organic Wastewater |
-
2019
- 2019-12-10 KR KR1020190164006A patent/KR102306379B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100817622B1 (en) * | 2005-02-28 | 2008-03-27 | 최길순 | integrated circulation energy recycling system for waste water treatment system and cogeneration system |
KR100809607B1 (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-06 | 주식회사 부강테크 | Processing mothod and processing equipment for excretions of animals |
KR20130059070A (en) * | 2011-11-28 | 2013-06-05 | 서울대학교산학협력단 | Air conditioning and heating system and method for greenhouse |
KR102045191B1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-11-14 | 주식회사 한국종합기술 | Energy Independent Treating System for Organic Wastewater |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102306379B1 (en) | 2021-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Winkler et al. | The biodrying concept: An innovative technology creating energy from sewage sludge | |
CN106040725B (en) | A kind of processing method of house refuse hot wind coupled biological desiccation | |
CN112645747B (en) | Organic fertilizer drying and fermenting process | |
KR101240539B1 (en) | Wastewater Treatment Plant capable of temperature controll of aeration tank | |
CN107011002A (en) | A kind of biological integrated treatment technology of organic domestic waste | |
KR102306379B1 (en) | Livestock manure waste heat utilization device using livestock manure fermenter waste heat | |
KR101013577B1 (en) | Apparatus for disposing organic waste to utilize methane gas | |
CN100522888C (en) | Method and device for increasing success rate of compost | |
CN106746455A (en) | A kind of biological dewatered method of anaerobically digested sludge | |
JP2017137400A (en) | Conversion of organic sludges to fuel | |
WO2016111410A1 (en) | Method for high-temperature anaerobic digestion of organic waste using energy recirculation | |
CN102557771A (en) | Deodorization, oxygen supply, heat collection and thermal insulation system for totally-enclosed sludge roller fertilizer making equipment | |
KR100851947B1 (en) | A sewage and clean water sludge manage equipment and method the same | |
US9719062B1 (en) | Gas generation | |
JP2005281058A (en) | Organic waste disposal system and method | |
JP2016160386A (en) | Method for converting organic sludge into fuel | |
JP7330351B1 (en) | Operation method of biogas utilization equipment and biogas utilization equipment | |
JP2003290750A (en) | Facility and method for treating organic waste | |
CN216115008U (en) | Air heating temperature control system for garbage disposal | |
CN110523746B (en) | Totally-enclosed thermally-coupled biological drying reaction device and method | |
KR102238403B1 (en) | Method and apparatus for treatmenting livestock manure | |
JP3982764B2 (en) | Methane fermentation equipment for garbage | |
JPH11310487A (en) | Heater for forced fermenter | |
KR20100030211A (en) | Apparatus for solubilization pretreatment of organic sludge and method therefor | |
JP2003285034A (en) | Organic type waste treatment system and organic type waste treatment method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right |